西门子6ES7222-1BD22-0XA0正规授权

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1 引言
近年来，随着计算机技术的迅速发展，对科研实验效果的要求也越来越高。在冶金行业中金属塑性热加工过程的研究中，要求能够jingque的测量实验数据，同时又能对即将使用在生产线上的各种传感器、执行器进行测控，以便对其性能进行评估，为终安装在生产线上能可靠运行提供保障。但被测量的信号或被控制对象所处的位置是不同的，如测量一个钢块在被加热过程中，不同位置的点的温度变化时，要在加热炉附近进行。而测控一个伺服阀的性能要在液压站附近进行，为此我们开发了一套可以对多种信号进行测量，也可以对某些对象进行闭环控制的测控车。
具体地说，此测量车可以测量压力、扭矩、liuliang、速度、位移、电压、电流以及钢板温度等信号。可以对伺服阀、液压马达、加热炉、水幕(或集管)冷却水的liuliang等进行闭环控制。
2 系统的硬件构成
整个测控车控制系统包括两部分，即测量控制部分和数据处理及分析部分。测量和控制部分采用西门子公司S7-300系列PLC，选择CPU-315-2DP作为控制器，与ET200组成PROFIBUS-DP网，以便于对分散的对象进行控制时减少接线。选用6ES7 331-7KF02多功能模拟量输入模块做信号采集，因为此模块可以采集热电偶信号，电压信号和电流信号。模拟量输出模块选择12位精度的6ES7 322-5HD01。
数据处理及分析部分采用为工业控制计算机，通过美国NI公司提供的PC-1500PFB PROFIBUS通讯卡，实现上位机与控制器之间的数据交换。软件采用该公司的图形化软件LabVIEW7.0。硬件配置见图1所示。

图1 控制系统硬件配置
3 系统的功能原理
该测量车机械结构紧凑、移动灵活、接线方便。另外ET200M部分为一个单独的控制箱，它与CPU之间只有一条数据线，因此可以放在与测量车有一段距离、靠近被控制点附近。
该测量车可以对被测量进行短时或长时间的测量，并将数据通过PROFIBUS总线保存在上位机中，之后对数据进行绘制各种曲线、拟合、回归等处理，还可以打印报表等。可以快速地记录闭环控制过程中的Setpoint值、Process Variable值、偏差值和PID输出值，以便对被控对象的性能，控制效果等进行分析和评估。
该控制系统的硬件控制器为S7-300系列的CPU315-2DP，具有速度快、可构成DP网的特点。模拟量输入模块采用331-7KF02，该模块通过改变其侧面的4个小方块的安装方向，来改变所测量信号的种类，即电压、电流、热电偶信号。每一个小方块控制两通道，共8个通道。另外在STEP7的HardWare Config中，在331-7KF02的属性里也要选定与小方块指示相同的信号类型。在硬件接线方面，要将331-7KF02模块的前连接器的第10、11脚短接，并连接到每个通道的负端。这样才能正确地测量到信号。模拟量输出信号选用322-5HD01，其输出可以选择电压或电liuliang方式。
计数器选用FM350-2，具有8个通道。开关量输入模块为321-1BL00-0AA0，即32点，24VDC。开关量输出模块为两种:一种是322-1BL00-0AA0，32点，24VDC;另一种是322-1HF01-0AA0，为8点继电器输出，可以直接控制电流较大的负载。

4 系统软件
测量和控制部分的软件为西门子公司的STEP7 5.2，该软件编程直观快捷，函数功能齐全，调试方便。软件结构是根据不同的任务分为若干个子程序，通过上位机传送的不同参数，或控制面板上的转换开关来启动相应的程序，如图2所示。如在温度测量的程序中，分为测量热电偶的温度mV信号和测量来自红外线测温仪的4～20mA电流信号，不同类型的信号，其标度变换将调用不同标定子程序。在控制部分中liuliang控制和位移控制也是不同的子程序。

图2 系统软件任务分配
上位机的软件为LabVIEW7.0，通过PC-1500PFB PROFIBUS通讯卡于PLC交换数据。该软件具有运行速度快，数据分析和数据处理的函数齐全，编程速度快，界面友好等特点。在人机界面中，对各种类型的测量和控制的试验进行编码，当操作者选择了相应的实验后，通过通讯将该实验编码及相关的参数一起发送到PLC中的特定DB块中，PLC程序得到实验编码后进行初始化，然后等待操作者按下启动按钮，程序才能真正地运行。在测量和控制中采集到的数据以数组的形式存放在不同的数据块中。上位机在传送完实验参数后，将运行数据接收子程序，将PLC中DB块内的实验过程数据获得并存储在上位机中，同时在上位机可以实时显示这些数据。
该测控系统中包含了许多子程序，现将其中的2个为例说明编程思想。
4.1 增加、停止、减少子程序
增加、停止、减少子程序如下:
AN #minus_signal
JC dec
L #reference
L #step
+I
L #max
>I
JC out1
TAK
out1: T #reference
BEU
dec: AN #plus_signal
BEC
L #reference
L #step
-I
L #min
<I
JC out2
TAK
out2: T #reference
BEU
该子程序是利用开关量，以脉冲计数的方式产生数据。具体方法是利用2位自返回开关(左为减少，右为增加)，在每个调用周期中增加或减少一个数的方法产生数据，可以作为一个控制量的设定值。在调用该子程序时，将产生的数据限制在一个范围内，就能方便的使用了，这样使用开关量就能完成模拟量的设定。
4.2 数据采集标定公共子程序
在此程序中，只需要输入测量值、该信号的工程量大值和小值，即可将数据转换为相应的工程量值。编程的公式为:
Y_Real=(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X_Real-X1)+Y1 (1)
其中，Y1、Y2分别为工程量的小值和大值。
数据采集标定子程序如下:
L #X_Real
L #X1
<=R
JC Min
L #X_Real
L #X2
>=R
JC Max
L #X2
L #X1
-R
T #T_Real01
L #Y2
L #Y1
-R
L #T_Real01
/R
T #T_Real02 //计算的斜率值
L #X_Real
L #X1
-R
L #T_Real02
*R
L #Y1
+R
T #Y_Real
SET
SAVE
BEU
Min: L #Y1
T #Y_Real
SAVE
BEU
Max: L #Y2
T #Y_Real
SET
SAVE
BE
4.3 软件的调试
在软件的调试过程中，要对有关组织块的功能进行详细的阅读，以便合理地运用到自己的程序中，增强程序的容错能力。如当系统中模块或 I/O出现故障，CPU将会调用 OB85，并不会使整个程序停止。当出现DP网错误时，CPU将调用OB82。在这些组织块中并不需要编程序，只要将其放在程序中。
另外SIEMENS公司提供的Step7模拟器对于离线调试程序具有很大的帮助。
5 结束语
该实验车采用了稳定可靠、抗干扰性强的PLC系统和数据采集及数据处理具有优势的软件LabVIEW，充分利用了二者的优点。该测量车的移动灵活，测控jingque，人机界面友好直观，数据处理方便迅速，可以应用到各个测控领域，具有良好的推广价值。

相关设备和行业：中央空调、基站空调

一、引言：
　　随着精密空调在各行各业的广泛应用，越来越多的空调厂商开始涉足进来，对于精密空调±0.5℃DB和±1.5%RH的要求，使广大厂商在保证性能的同时很难降低成本。
德维森公司的V80系列小型PLC在该行业得到了广泛的应用，其优越的组网监控能力和超强的PID和温控功能使整个系统的功能得到了很好的tisheng，同时V80比其它有类似功能的进口PLC在价格方面更加有优势。

二、精密空调技术实现：
精密空调示意图如下：

精密空调一般有一台主机和多台从机，示意图如下：

主机的功能如下：
1、人机接口
　　主机PLC上带人机界面，供用户在现场的设置，设置的数据通过现场总线下传给各个从机上的PLC；同时主机PLC还可以与上位监控PC进行通信，使用户可以在监控室内通过网络监控全厂的空调。
2、采集功能
　　温湿度变送器送来的信号可以送至主机PLC上面，再通过网络下传给各个从机，也可以每个从机带一个温湿度变送器，各种采集自己负责的环境并进行温湿度控制。
3、现场总线网络的主站
　　它负责与所有的从站PLC进行数据交换。
4、主机空调的控制
　　主机PLC一方面要进行各种其它工作，同时它也要负责一台空调的控制。

从机的功能如下：
1、接受上位机的命令并执行
　　用户通过人机界面或者上位机监控软件进行设置，设置后的参数通过主PLC下传给从站PLC，从站PLC根据命令和参数控制空调的阀或者变频器工作。
2、负责从机空调机的控制
　　从机PLC负责从机空调机的控制。

3、本地监控
　　本地可以带人机接口和各种屏进行本地监控。
德维森公司针对前面提到的各种问题，提出了一个更为优胜的方案：
前面的是CPU模块M32DT-DC，它带有两个通信口，一个口可以在线编程，或者接监控电脑或者触摸屏，另一个RS485口可以用于与变频器或者其它仪表的通信。
　　后面的E5THM是热电偶模块，但该模块不但带5路热电偶信号，同时还带5路PWM信号输出，更重要的是E5THM模块内本身带有CPU芯片，并内带PID算法，也就是说E5THM模块本身就是一个5路的温控仪表，CPU模块在上电设置好参数后，E5THM模块就可以自行控制固态继电器的通断，从而控制温度的稳定。
　　如果用户的变频器需要用到模拟量输出模块则需要增加一个E4DA1模块，否则可以考虑用M32DT模块上的通信口与变频器进行通信控制。

该方案的特点于下：
1、功能强，精度高
带温控功能的热电偶模块：
　　不光V80的CPU模块带有PID算法，同时扩展的E5THM模块也带有PID算法，同时E5THM带有5路热电偶输入和5路晶体管输出，可以在一个模块内完成所有的温度控制工作。从而保证温控的精度和响应速度更高，可以轻松满足±1℃的要求。
另外E5THM模块支持B、E、J、K、R、S、T7种热电偶信号，满足各种不同设备的要求。
功能强大的CPU模块：
　　M32DT模块是16路数字量输入和16路晶体管输出的CPU模块，本身带有两个通信口，一个RS232和一个RS485，内部带MODBUS主从通信协议和FREE通信协议，可以与各种HMI或者各种组态软件通信，目前德维森为各回流焊厂商提供的通信协议库文件也使各厂商自行开发上位机软件提供了相当多的便利。
　　M32DT内带FLASH存储器，可以将各种参数存储在本地，同时还带有掉电保持的RAM芯片，可以保证使用的可靠性和便利。
M32DT高速的运算速度和完备的数学运算能力更使其在需要大更通信和模拟量处理的环境从容应对。
2、可靠性高，抗干扰能力强
　　整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在任何恶劣的环境中游刃有余，另外V80全系列产品都通过了CE认证，也为用户产品的出口打下了良好的基础。
3、
　　一方面因为热电偶模块的整合，使整个系统的点数需求减至少，另一方面德维森作为国内厂商，在人力成本和品牌成本方面有进口产品的优势，所以该方案相对于使用其它PLC或者工控机加板卡的方案，性价比更高。
三、结论：
　　该回精密空调方案在多家空调厂商的应用过程中，得到了极高的好评，作为国内的工业控制厂商，德维森一直以“客户自己的PLC”作为自己的服务理念，立足于国内装备制造业，为广大设备生产厂商提供更为贴近的服务。

1、引言
　　随着中国经济的蓬勃发展，我国单位GDP能耗与欧美发达国家的差距越来越大，引起了中央的极大的关注，十一五规划更是将“建立全社会的可持续发展能效目标”和“向低能耗方向有效调整产业结构”作为重中之重。
目前相当多的整厂节能、路灯节能、楼宇节能采用调压节能的方式，德维森公司生产的V80节能专用PLC——V80-C18DRMA-LD正是为节能行业专门开发的专用PLC。
2、节能方案：
　　2.1、灯光节能器的原理如下：
　　电压会随用电的峰谷而波动，路灯在输入电压低于UMIN和大于UMAX时发光率会降低，线路损耗和灯具热耗等无功功耗会加大。引入路灯控制器，对路灯输入电压/电流进行检测，并对路灯的供给电源进行一个合理控制，从而使得能够大程度的节省电能。
同时节能器还起到一个智能控制的功能，当天黑后能自动的把灯打开，并根据不同的策略进行路灯的分组开关。因为各个地方的经纬度不同，冬天和夏天的天黑时间也各不相同。因此要根据不同的地区设置不同的开关灯策略。
　　比方说黑龙江，在夏天在晚上7点左右开灯，而冬天在下午4点开灯，为了满足不同地区不同时段的不同策略，一般需要将全年分成24个以上的段，不同的时间段使用不同的开关灯策略。
一般路灯节能都希望能在远方对现场的数据进行监控，同时本地也需要各种参数的显示，便于用户的调试。目前采用的方式多是RTU或者GPRS DTU为主，其中后者相对而言在成本上更低，在可用性方面也更好。
　　2.2、整厂节能的实现方式与灯光节能原理上比较类似，只不过增加了对功率因数的补偿和监控；同时整厂节能对于节能前与节能后的能耗比也需要有计录和比较，比方说在节能前，全厂耗电为13万度/月，节能后全厂的耗电为10万度/月，同时功率因数也比之前升高了，这些都需要有相关的记录和分析，同时数据要能得到用户的认同。
　　2.3、变频节能，原理上是根据对电机转速的调整来达到节能的效果，如注塑机节能、空压机节能等。
　　针对灯光节能、整厂节能、变频节能的需求，德维森公司开发的C18DRMA-LD专用PLC把所有调压调速节能需要的功能都集成进来了。包括市电的电压、电流采集、调压节能器的控制、可选的多种远程通讯方式、实时时钟、本地的7段数码管显示和LCD显示可选、本地的轻触按键和PVC按键可选。同时C18DRMA-LD还保留了PLC原有的所有特性，包括超强的抗干扰能力、梯形图可编程能力、各种标准的通信和IO接口、带掉电保持的RAM区等。

　　如上图所示PLC根据采集到的市电电压和不同的节能策略调节节能调压器的输出，同时可以通过GPRS的DTU上网，将现场的数据传给远方的上网的电脑，远方的监控电脑就可以对现场的策略进行控制和调整。
3、C18DRMA-LD的特点：
3.1市电采集
　　大多数PLC的CPU模块本身带模拟量的相当少，而路灯节能需要的模拟量数量相当多，如果是中的节能控制通常需要7路模拟量，这造成了成本的上升。
C18DRMA-LD多可以采集7路模拟量信号，这样就可以满足大多数用户的需要，通常的节能控制器只需要2路模拟量信号，一路市电电压和一路电流信号，而在整厂节能和大型的路灯节能器需要采集3路电压和1路或者4路电流信号，这样C18DRMA-LD都可以轻松应付。
7模拟量输入信号的类型包括：±10V、±20mA、热电阻等
3.2功率因数计算
　　对于整厂节能，功率因数的测量是必不可少的，目前还没有那一家的PLC支持功率因数的换算，如果用单片机开发则会面临周期太长和精度太低的问题。
C18DRMA-LD的模拟量输入可以支持交流信号输入，同时AD转换速率更高达300K，可以轻松的满足市电50HZ的功率因数计算，能同时计算三相市电的功率因数，并将数据上传供用户分析。
3.3实时时钟
　　大多数的节能厂商都采用独立的实时时钟控制器，这造成了成本的上升和可靠性的下降。
C18DRMA-LD内带实时时钟，包括年、月、日、时、分、秒、周，用户可以很方便的利用实时时钟开发出各种不同的策略。
3.4支持双通信口，支持各种标准的通讯协议
　　目前的节能控制对于通信和监控的要求越来越高，大多数的路灯节能要求可以在远方进行控制和调整控制参数，同时相当多的用户还需要能在现场接屏进行监控，因为各家RTU与屏的通信协议不同，造成节能厂商的开发难度大大增加。
　　C18DRMA-LD带有RS232和RS485两个通信口，两个口都支持MODBUS从协议，RS485更是支持MODBUS主协议和FREE协议，用户可以很方便的利用这两个通信口与各种不同通信装置进行通信，比方说GSM、GPRS DTU、MODEM，另外还可以与各种显示屏、监控软件、组态软件进行通信。后这两个通信口还能对各种第三方的表计或者变频器进行监控，从而达到整合的目的。
3.5支持多机联网
　　路灯节能控制器因为单控制器的控制量有限，需要多台控制器联网进行监控。
　　多台C18DRMA-LD可通过RS485联网，交换数据，并可共用同一台GPRS与远端服务器通讯。
3.6本身带人机接口
　　C18DRMA-LD带多种7段数码管显示或者LCD液晶屏显示，用户可以在PLC内编程设置显示的内容。同时带键盘接口，多支持4*4的键盘矩阵，可以选用PVC薄膜按键或都轻触按键等。
3.7兼容标准V80 PLC的所有软件和功能
　　大多数节能控制器都不支持可编程，造成无法做到升级和现场维护。
　　C18DRMA-LD支持梯形图编程，支持掉电保持功能，支持在线编程功能，支持远程监控功能等，总之所有PLC有的功能C18DRMA-LD都有，C18DRMA-LD是在标准的PLC平台上开发的。
3.8可靠性和电磁兼容能力强
　　节能控制器控制的是强干扰的大感性负载，如何tisheng系统的抗干扰能力成为了系统设计者伤脑筋的问题。
　　而PLC与其它用单片机开发的控制板之间的区别在于PLC是一个通用的工控平台，不光是在是软件、通信、接口方面是标准的，其电磁兼容、环境测试也都是按标准做的，V80的全系列产品均通过了CE认证，可以从各方面满足客户的需要。
3.9宽温工作范围
　　针对北方用户室外使用的需要，C18DRMA-LD可以在-40~60℃的宽温范围内进行工作，并保证性能与可靠性。
4、总结：
　　德维森作为国内有实力的中、小型PLC供应商，顺应市场的需求开发的C18DRMA-LD是一款节能专用PLC，德维森可以为用户提供包括周边设备在内的一整套电气解决方案，已有多家大型的节能设备厂商选用德维森的C18DRMA-LD，大家对C18DRMA-LD的可靠性、专用性和灵活性都赞不绝口。